干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 珊瑚礁砂及沙漠砂混凝土制备技术研究与工程示范

Arid

	珊瑚礁砂及沙漠砂混凝土制备技术研究与工程示范
	张鸿; 张国志; 屠柳青; 刘松; 秦明强; 李顺凯; 谌超; 邓华伟; 孔维; 鄢佳佳; 张智; 刘旷怡; 李进辉; 徐文冰; 杨林
完成单位	中交武汉港湾工程设计研究院有限公司
登记(发布)日期	2015
中文摘要	细骨料是混凝土的重要组成部分,约占混凝土体积总量的30%～40%,其在混凝土材料体系中起填充粗骨料空隙、与胶凝材料构成砂浆等作用。细骨料品质的好坏直接影响新拌混凝土和硬化后混凝土的性能,如和易性、强度、耐久性等。优选中、粗砂作为细集料是国内外配制混凝土的惯例,另外它作为一种地方性材料,具有不宜长途运输等特点。河砂、江砂作为优质的中、粗砂被广泛用于混凝土的生产,然而河砂、江砂属于天然砂,是在漫长的地质运动中形成的不可再生资源。随着我国城市建设的快速发展,建筑规模逐年剧增,建筑用砂的需求量随之猛增。据国家相关部门的统计,全国每年建筑砂石用量为70多亿吨,其中用砂量达到年消耗49亿吨左右,已成为消耗自然资源较大的材料之一。经过几十年的开采,一些地区的天然砂资源已经大为减少或接近枯竭,区域性砂资源短缺的问题日益凸显,不少地区混凝土用砂的供需矛盾非常突出,同时由于大规模的采砂,对环境也造成巨大的破坏。另一方面,随着混凝土技术的迅速发展,高性能混凝土和结构性高强度混凝土的耐久性、抗裂性等综合性能对砂石骨料的质量要求越来越高,要求骨料具有稳定的质量,良好的级配和粒型,含泥量少等。然而优质河砂资源越来越少,加上政府对河道采砂的限制,河砂已成为一种供不应求的资源,不同产地、品质不一的河砂,一经开采即被抢购,因此,河砂成为混凝土中质量波动最大的原材料,对混凝土质量的影响很大。为缓解建设用砂的供需矛盾,创建资源节约型的现代化社会,开发新砂源作为天然砂的替代材料势在必行。当前人们已经开始寻求新型骨料资源,如用海砂作骨料,用废弃混凝土再生骨料,利用尾矿制作骨料,人造骨料等。但是,新型骨料资源的应用技术和市场化过程中,尚存在着一些难题,如对混凝土性能的影响机理尚不清楚,质量控制指标不明确以及缺乏规模化生产制度等。因此需要针对不同地域性骨料的特性,研究其混凝土配制和应用技术。基于紧密堆积原理,提出修正后的Bolomey模型,该模型综合考虑了骨料的特殊粒形与级配,可适应于特殊地域性细骨料在配制混凝土中的应用;采用珊瑚砂预湿技术,可改善珊瑚砂轻质多孔特性对砼工作性能的影响。通过试验研究,得出C30珊瑚砂砼的最佳配比;采用机制砂配制出海工砼,并成功应用于跨海桥梁不同结构部位;采用沙漠砂配制C30、C40海工砼,并在海尔港四期工程中得到应用。提出骨料粒型及级配对模拟结果的影响,引入分布指数,优化了适用于特殊粒型、级配骨料的紧密堆积模型,指导不同地域性骨料砼配合比优化;提出珊瑚砂砼配合比设计方法,通过预处理、掺入掺合料以及外加剂,配制出了C15-C40砼;揭示了凝灰岩机制砂石粉含量、MB值和细度模数对海工砼性能影响规律;提出了机制砂海工砼耐久性性能关键参数的取值,建立机制砂海工砼使用寿命模型;配制出工作性能和耐久性能与河砂相当,力学性能及经济性方面更优的海工砼,并提出了凝灰岩机制砂海工砼的配制技术; 研究了超细砂对砼工作性能、力学性能和体积稳定性的影响规律。采用了硅灰作为掺合料,减水剂技术路线配制出了强度等级为C40海工砼。本课题针对混凝土骨料的地域性特点及其混凝土配制技术所面临的问题,提出特殊地域性细骨料绿色混凝土配制关键技术及工程示范研究,目前国内外缺乏系统性针对特殊地域性骨料的特性及其混凝土配制关键技术进行研究的资料,因此本课题的研究成果可以为工程建设单位和施工企业特殊地材混凝土的制备技术、应用、施工等工作提供参考和技术储备。随着我国基础设施建设的快速发展,混凝土应用技术得到快速的发展,混凝土高性能化、低碳化和绿色化为混凝土的可持续发展提供了技术保障。目前工程建设环境的复杂性以及对资源和环境的要求越来越高,也要求混凝土配制技术必须充分利用工程所在地的地材,特殊地域性细骨料绿色混凝土配制关键技术的研究及其应用技术的推广,可为工程建设管理单位和施工企业提供借鉴,因此本课题的研究成果具有很好的应用前景。
中文关键词	特殊地域性细骨料 ; 紧密堆积理论 ; 珊瑚砂
成果类型	应用技术
中图法分类号	TU528
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001701537
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243631
推荐引用方式 GB/T 7714	张鸿,张国志,屠柳青,等. 珊瑚礁砂及沙漠砂混凝土制备技术研究与工程示范[Z]. 应用技术,2015.